Pontificia Universidad Javeriana Facultad de Ingeniería Maestría en Ingeniería de Sistemas y Computación

Transcripción

1 Pontificia Universidad Javeriana Facultad de Ingeniería Maestría en Ingeniería de Sistemas y Computación Proyecto de Maestría Estrategia arquitectónica de interacción entre simuladores y SIG para visualizar zonas vulnerables en crisis Director PhD. Rafael González Estudiante Luis Felipe Wanumen Silva Santa fe de Bogotá D.C. Octubre de 2011

2 Contenido 1. Fundamentación teórica sobre la interoperabilidad Definiciones de interoperabilidad Interoperabilidad según el modelo McCall Interoperabilidad según la IEEE Interoperabilidad según el Gobierno Australiano Interoperabilidad según el programa europeo IDABC Interoperabilidad según el Comité Europeo de Normalización Dimensiones de la interoperabilidad Dimensiones de la interoperabilidad según el Programa Europeo IDABC Dimensiones de la interoperabilidad según el Proyecto Qualipso Importancia de la interoperabilidad Estándares OpenGeoServices Norma ISO Norma ISO Norma ISO (Geographic Information Metadata XML Schema implementation) Norma ISO TC Norma ISO JTC Organizaciones Open Geospatial Consortium FGDC (Gederal Geography Data Committee) Comité técnico ISO/TC Normas Generales relacionadas con SIG Representación de latitud, longitud y altura Modelo de Referencia Modelo de Referencia para imágenes Lenguaje Conceptual Terminología Conformance and Testing... 11

3 Perfiles Normas Compleementarias Normas Funcionales Cualif.y certif. del personal Diccionario de datos FACC Parámetros y códigos geodésicos Data Product Specifications Registration of GI items Geographic information - Metadata - Implementation specifications Technical Amendment to the ISO Sist. de Clasificación P1: Estructura del sistema de clasificación Sist. de Clasificación P2: Land Cover Classification Syst Registry of representations of geographic point locations Cross-domain vocabularios Rights expression language for geographic information - GeoREL Ontología Iniciativas relevantes en el ámbito de SIG Modelo espacial Modelo temporal Reglas para aplicación Métodos de catalogación SR con coordenadas SR con id. Geográficos Principios de Calidad Evaluación de la Calidad Metadatos Encoding GML Core Profile of S. Schema Data quality measures... 15

4 Schema for Moving Features Normas de servicios Serv. de posicionamiento Portrayal Servicios para coberturas Simple Feature Access (SFA) SFA SQL Option Web Map Server Interface Posibles servicios de localización Servicios de localización para seguimiento y navegación Multimodal location based services for routing and navigation Web Feature Service Filter encoding Location based services. Transfer Nodes Location based services. Linear Referencing System Normas raster y mallas Metadatos para datos ráster y malla Imaggery and gridded data Modelo para coberturas Componentes imaggery and grid Imagery and coverage data Sensor and data models (deleted) Normas ISO más relevantes para los IDEs Reglas para los modelos de aplicación Metodología para catalogar fenómenos Identificación por nombres geográficos Metadatos para datos Metadatos para servicios Servicios de Mapas para Web (WMS) GML... 18

5 Web Feature Service Iniciativas relevantes en el ámbito de SIG Global Earth Observation System of Systems Infrastructure for Spatial Information in the European Community UNSDI Elementos a tener en cuenta en la arquitectura de interacción Especificación OCG-WMS Especificación OCG-WFS Especificación OCG-GML Estándar WCS Especificación SFS (Simple Features Specification) Frameworks para interoperabilidad con SIG Spatial Data Infraestructure - SDI Tipos de software geográfico Desktop GIS WebMap Servers Server GIS WebGIS - Clients Libraries Mobile GIS Tareas típicas de un software GIS Exploración de datos Creación de datos Edición de datos Almacenamiento Integración de diferentes Fuentes Transformación de datos Consultas de datos Análisis de datos Creación de mapas... 22

6 15. Lenguajes para interoperabilidad con SIG OGC KML Clasificación de estándares nacionales vs internacionales Cuadro comparativo Bibliografía... 24

7 1. Fundamentación teórica sobre la interoperabilidad 1.1. Definiciones de interoperabilidad Interoperabilidad según el modelo McCall El modelo de McCall es un modelo de evaluación de software que se basa en una serie de factores a saber: facilidad de uso, integridad, fiabilidad, corrección, flexibilidad, facilidad de prueba, facilidad de mantenimiento, transportabilidad, reusabilidad e interoperabilidad, en donde el término interoperabilidad se refiere al esfuerzo requerido para acoplar el producto con otros sistemas [1]. Según McCall el factor interoperabilidad incluye los siguientes criterios: Modularidad Interoperabilidad en comunicación Interoperabilidad en datos Interoperabilidad según la IEEE La IEEE[2] define la interoperabilidad como la habilidad de dos o más sistemas, redes de comunicación, aplicaciones o componentes para intercambiar información entre ellos y para usar la información que ha sido intercambiada [3] Interoperabilidad según el Gobierno Australiano El gobierno australiano desarrolló un documento técnico denominado ITF (Interoperability Technical Framework) en el cual se presenta la siguiente definición de interoperabilidad la capacidad de transferir y utilizar información de una manera uniforme y eficiente a través de múltiples organizaciones y sistemas de tecnologías de la información. Permite asegurar el nivel de beneficios que recaudan las empresas, gobierno y la economía en general a través del comercio electrónico [4] Interoperabilidad según el programa europeo IDABC El programa europeo IDABC (Interoperable Delivery of European egovernment Services to public Administrations, Businesses and Citizens) desarrolló un documento de referencia para el desarrollo de estándares e infraestructuras comunes necesarias para la implementación de la interoperabilidad en el área de la administración electrónica europea y en dicho documento muestran la siguiente definición de interoperabilidad: capacidad de los sistemas de tecnologías de la información y la comunicación (TICs) y de los procesos de negocio que éstas soportan, para intercambiar datos y para ser capaces de compartir información y conocimiento [5] Interoperabilidad según el Comité Europeo de Normalización El comité CEN-TC251 del Comité Europeo de Normalización presenta la siguiente definición de interoperabilidad: que existe entre dos entidades de aplicaciones, en relación con una tarea específica,

8 cuando una aplicación puede aceptar datos de la otra y llevar a cabo una tarea de forma apropiada y satisfactoria sin necesidad de intervención externa [6] Dimensiones de la interoperabilidad La interoperabilidad es estudiada desde diversas áreas como la gubernamental, los sistemas de defensa, los sistemas de información Dimensiones de la interoperabilidad según el Programa Europeo IDABC Un primer intento para establecer los dominios según los cuales se puede estudiar la interoperabilidad, fue propuesto por el Programa Europeo IDABC (Interoperable Delivery of European egovernment Services to public Administrations, Businesses and Citizens) en el cual se establecen los siguientes dominios para el estudio de la interoperabilidad [7]: Interoperabilidad técnica: conexión de los sistemas mediante acuerdos sobre las normas y estándares para la presentación, recolección, intercambio, transformación y transporte de datos. Interoperabilidad semántica: garantizar que los datos transferidos comparten el mismo significado para los sistemas vinculados. Interoperabilidad organizativa: la organización de los procesos de negocio y de estructuras organizativas internas para un mejor intercambio de datos Dimensiones de la interoperabilidad según el Proyecto Qualipso Qualipso (Quality Platform for Open Source Software ) es un modelo de madurez para la evaluación de sistemas software open source Importancia de la interoperabilidad El Gobierno Brasileño conformo un Comité Ejecutivo de Gobierno Electrónico para establecer estándares de interoperabilidad de Gobierno Electrónico. Esto se hizo para establecer las premisas, políticas y especificaciones técnicas que reglamentan la utilización de la Tecnología de Información y Comunicación (TIC) en la interoperabilidad de Servicios de Gobierno Electrónico, estableciendo las condiciones de interacción con los demás Poderes y esferas de gobierno y con la sociedad en general. Esta iniciativa demostró que el problema de interoperabilidad es prioritario no solo a niveles técnicos sino a niveles estatales en donde las diversas políticas de interoperabilidad deben estar integradas y alineadas con políticas nacionales de tal manera que permitan el crecimiento de un país apoyado por la interoperabilidad de sus sistemas. Estos estándares de interoperabilidad se consiguen bajo el nombre de e/ping.

9 2. Estándares 2.2. OpenGeoServices 2.3. Norma ISO En resumen la norma ISO cobija los siguientes aspectos: Principios para la descripción de la calidad de los datos geográficos. Componentes para informar sobre la calidad. Planteamiento para organizar la información relativa a la calidad 2.4. Norma ISO La Norma ISO proporciona la estructura para describir información geográfica digital mediante elementos de metadatos y establece una terminología común para los mismos, el problema es que no explica cómo llevar a cabo su implementación Norma ISO (Geographic Information Metadata XML Schema implementation) Es una especificación técnica que desarrolla una implementación en XML del modelo de metadatos descrito por la norma Norma ISO TC Norma ISO JTC-1 3. Organizaciones 3.1. Open Geospatial Consortium

10 La OCG nace en 1994, agrupa más de 400 entidades, entre compañías, agencias de gobierno y universidades, se encarga de definir estándares abiertos e interoperables dentro de los sistemas de información geográfica. Estos estándares se establecen fruto de los concensos entre las entidades participantes, de tal manera que se logre la interoperación de sistemas de geoprocesamiento y se facilite el intercambio de la información geográfica. La Misión del consorcio es: Promover el desarrollo y uso de técnicas y estándares de Sistema Abiertos en el campo de la IG La clasificación de las especificaciones del OGC son: Acceso de las entidades simples (Simple Features - SQL, CORBA,OLE) Servicios de Catálogo Coberturas Servicios de Transformación de Coordenadas Servicios de Mapas por la Web (WMS) Lenguaje de marcado geográfico (GML) Servicio de objetos geográficos (WFS) Especificación de codificación de los Filtro (expresión de pregunta) Descriptor de los Estilos de los Temas (SLD) 3.2. FGDC (Gederal Geography Data Committee) Es una organización encargada de definir los metadatos geoespaciales Comité técnico ISO/TC 211 Es un comité formado dentro de la ISO, para la preparación de estándares internacionales y especificaciones técnicas en el área de información geográfica digital como son los SIG, dentro de sus proyectos se incluye la especificación de estándares para metadatos. ISO / TC 211 trabajan conjuntamente con Open Geoespatial Consortium. El comité técnico TC 211 de la ISO tiene el objetivo de desarrollar una familia de normas internacionales a fin de: Apoyar la comprensión y uso de información geográfica. Posibilitar la interoperabilidad de los sistemas geográficos para compartir los datos y así aumentar la disponibilidad, accesibilidad, e integración de la información geográfica Contribuir a un aproximación unificada para resolver problemas ecológicos y humanos globales. Simplificar el establecimiento de infraestructuras de datos espaciales a nivel local, regional y global. Contribuir al desarrollo sostenible.

11 4. Normas Generales relacionadas con SIG Algunas normas generales son: 6709 Representación de latitud, longitud y altura Modelo de Referencia Modelo de Referencia para imágenes Lenguaje Conceptual Terminología Conformance and Testing Perfiles Representación de latitud, longitud y altura Modelo de Referencia Modelo de Referencia para imágenes Lenguaje Conceptual Terminología Conformance and Testing Perfiles 5. Normas Compleementarias Algunas normas complementarias son:

12 19120 Normas Funcionales Cualif.y certif. del personal Diccionario de datos FACC Parámetros y códigos geodésicos Data Product Specifications Registration of GI items Geographic information - Metadata - Implementation specifications Technical Amendment to the ISO 191** Sist. de Clasificación P1: Estructura del sistema de clasificación Sist. de Clasificación P2: Land Cover Classification Syst Registry of representations of geographic point locations Cross-domain vocabularios Rights expression language for geographic information - GeoREL Ontología Normas Funcionales Cualif.y certif. del personal Diccionario de datos FACC Parámetros y códigos geodésicos Data Product Specifications Registration of GI items Geographic information - Metadata - Implementation specifications Technical Amendment to the ISO 191

13 Sist. de Clasificación P1: Estructura del sistema de clasificación Sist. de Clasificación P2: Land Cover Classification Syst Registry of representations of geographic point locations Cross-domain vocabularios Rights expression language for geographic information - GeoREL Ontología

14 6. Iniciativas relevantes en el ámbito de SIG Algunas normas de datos son: Modelo espacial Modelo temporal Reglas para aplicación Métodos de catalogación SR con coordenadas SR con id. Geográficos Principios de Calidad Evaluación de la Calidad Metadatos Encoding GML Core Profile of S. Schema Data quality measures Schema for Moving Features Modelo espacial Modelo temporal Reglas para aplicación Métodos de catalogación SR con coordenadas SR con id. Geográficos

15 Principios de Calidad Evaluación de la Calidad Metadatos Encoding GML Core Profile of S. Schema Data quality measures Schema for Moving Features 7. Normas de servicios Algunas normas de servicios son: Serv. de posicionamiento Portrayal Servicios para coberturas Simple Feature Access (SFA) SFA SQL Option Web Map Server Interface Posibles servicios de localización Servicios de localización para seguimiento y navegación Multimodal location based services for routing and navigation Web Feature Service

16 19143 Filter encoding Location based services. Transfer Nodes Location based services. Linear Referencing System Serv. de posicionamiento Portrayal Servicios para coberturas Simple Feature Access (SFA) SFA SQL Option Web Map Server Interface Posibles servicios de localización Servicios de localización para seguimiento y navegación Multimodal location based services for routing and navigation Web Feature Service Filter encoding

17 Location based services. Transfer Nodes Location based services. Linear Referencing System 8. Normas raster y mallas Algunas normas de raster y mallas son: Metadatos para datos ráster y malla Imaggery and gridded data Modelo para coberturas Componentes imaggery and grid Imagery and coverage data Sensor and data models (deleted) Metadatos para datos ráster y malla Imaggery and gridded data Modelo para coberturas Componentes imaggery and grid Imagery and coverage data Sensor and data models (deleted)

18 9. Normas ISO más relevantes para los IDEs Algunas normas más relevantes para los IDEs son: Reglas para los modelos de aplicación Metodología para catalogar fenómenos Identificación por nombres geográficos Metadatos para datos Metadatos para servicios Servicios de Mapas para Web (WMS) GML Web Feature Service Reglas para los modelos de aplicación Metodología para catalogar fenómenos Identificación por nombres geográficos Metadatos para datos Metadatos para servicios Servicios de Mapas para Web (WMS) GML.

19 Web Feature Service. 10. Iniciativas relevantes en el ámbito de SIG Global Earth Observation System of Systems Infrastructure for Spatial Information in the European Community UNSDI 11. Elementos a tener en cuenta en la arquitectura de interacción Especificación OCG-WMS La especificación WMS de la OCG permite a los clientes web tener interoperabilidad para ver y combinar imágenes de mapas de diferentes fuentes y acceder a sus atributos. Esta especificaci[on define 4 protocolos (GetCapabilities, GetMap, GetFeatureInfo y DescribeLayer) que permiten la lectura de múltiples capas de informaciones (layers) georeferenciadas, conteniendo vectores e imágenes Especificación OCG-WFS Provee una interfaz que permite al cliente obtener y actualizar datos geoespaciales mediante el formato GML (Geographic Markup Language) de múltiples servidores WFS usando el protocolo HTTP Especificación OCG-GML Describe el formato para geodatos en XML y permite el almacenamiento, transporte, procesamiento y transformación de información geográfica. A través de éstas interfaces se pueden combinar, usar y manipular

20 la información que está detrás de los mapas mediante la operación de operaciones WFS sobre los elementos geográficos, las operaciones en la especificación permitidas son: Consultar elementos geográficos basados en parámetros espaciales y no espaciales Crear una nueva instancia del entorno espacial. Obtener una descripción de las propiedades del elemento espacial Borrar la instancia de un elemento espacial Actualizar una instancia de un elemento espacial Bloquear una instancia de un elemento espacial Estándar WCS El estándar OpenGIS Web Coverage Service define la interfaz y operaciones que permiten el acceso interoperable a coverages geoespaciales. El término se refiere a contenido como: imágenes satelitales, fotografías aéreas, modelos digitales de elevación (DEM) y cualquier fenómeno espacial representado por valores en cada punto de medida. WCS provee acceso a información geoespacial en formato coverage como entrada de modelos científicos, puede ser comparada con WMS y WFS en que se puede escoger en que porciones de información trabajar con base en consultas espaciales y otros criterios. A diferencia de WMS el cual devuelve una imagen de un mapa estático. WCS provee datos con su semántica original en lugar de sólo imágenes, permitiendo el análisis e interpretación Especificación SFS (Simple Features Specification) SFS Simple Features Specification: esta especificación define un formato, de acuerdo con el SQL (Structured Query Language) estándar para almacenamiento, lectura, análisis y actualización de maneras simples (datos geográficos) a través de una API (Application Programming Interface). 12. Frameworks para interoperabilidad con SIG Spatial Data Infraestructure - SDI 13. Tipos de software geográfico Desktop GIS

21 13.2. WebMap Servers Server GIS WebGIS - Clients Libraries Mobile GIS 14. Tareas típicas de un software GIS ( Exploración de datos viewing / exploring data Creación de datos creating data (the dataset is extended) Edición de datos editing data (the dataset is modified) Almacenamiento storing Integración de diferentes Fuentes conflation (integrating datasets from different sources)

22 14.6. Transformación de datos transforming (into different coordinates systems, different representations, re-sampling - resulting in new representation/format of the same data) Consultas de datos querying (resulting in a selection from the dataset) Análisis de datos analysing (resulting in a new dataset, with new information obtained from the original dataset) Creación de mapas create maps 15. Lenguajes para interoperabilidad con SIG OGC KML (Se encuentra información en El estándar OGC KML es un formato XML orientado a la visualización geográfica, que incluye anotaciones de mapas e imágenes. La visualización geográfica no incluye solo la presentación de datos geográficos sobre el globo, sino también el control de navegación de usuario en el sentido de donde ir y donde mirar. 16. Clasificación de estándares nacionales vs internacionales Cuadro comparativo Tomado de

23

24 Bibliografía [1] McCall J.(1977): Factors in software quality, vols. I, II y III. NTIS; Roma, citado en Piattini (1996). [2] Institute of Electrical and Electronics Engineers. IEEE Standard Computer Dictionary: A Compilation of [3] IEEE Standard Computer Glossaries. New York: IEEE, [Consulta: 29/02/2008] EICTA. EICTA White Paper on Interoperability and Standardisation. Bruselas, p. Disponible en: [Consulta: 29/02/2008]. [4] Australian Government Information Management Office. Interoperability Technical Framework for the Australian Government, Version 2, Junio Disponible en: [Consulta: 29/02/2008]. [5] IDABC. European Interoperability Framework for pan-european egovernment Services. Version 1.0. Luxemburgo: Oficina de Publicaciones Oficiales de las Comunidades Europeas, Disponible en: [Consulta: 29/02/2008]. [6] Citado por Ioannis Theodorou (et al.) Technical Interoperability: Report about Important Issues, Requirements and State-of-the-Art. V QualiPSo, [Consulta: 29/02/2008]. [7] Sitio web del programa IDABC (Interoperable Delivery of European egovernment Services to public Administrations, Business and Citizens) de la Unión Europea, disponible en: [Consulta: 29/02/2008].